[發明專利]三維物體識別方法及系統

有效

• 申請號: 201110456158.6
• 申請日: 2011-12-30
• 公開（公告）號: CN102592117A
• 公開（公告）日: 2012-07-18
• 發明（設計）人: 陳劍軍
• 申請（專利權）人: 杭州士蘭微電子股份有限公司
• 主分類號: G06K9/00
• 分類號: G06K9/00;H04N13/00
• 代理公司: 上海思微知識產權代理事務所(普通合伙) 31237
• 代理人: 鄭瑋

1.一種三維物體識別方法，其特征在于，包括：

運用兩個平行安裝的攝像頭同時采集物體的兩路像素數據并存儲；

根據所述兩路像素數據計算物體上的每個點分別在兩路像素數據中對應的像素點的視差，并根據所述兩個攝像頭之間的距離、攝像頭的焦距和所述視差得到每個點的深度信息；

對于物體上不能確定視差的點，通過邊緣檢測確定該點的輪廓信息，并根據所述輪廓信息更新該點的深度信息；

根據每個像素點的深度信息和像素數據對每個像素點進行曲面聚類；

將曲面聚類后的像素點進行分割和拓撲分析；

根據所述拓撲分析的結果對物體進行特征描述并存儲；

將物體的特征描述與數據庫中的特征數據進行比較得到識別結果。

2.如權利要求1所述的三維物體識別方法，其特征在于，所述根據所述兩路像素數據計算物體上的每個點分別在兩路像素數據中對應的像素點的視差，并根據所述兩個攝像頭之間的距離、攝像頭的焦距和所述視差得到每個點的深度信息的步驟包括：

通過Census算法計算每個像素點在另一路攝像頭數據中對應位置周邊最匹配的像素點位置；

通過兩個攝像頭之間的距離和攝像頭的焦距和所述視差信息計算被攝物體對應點離攝像頭的距離即深度信息。

3.如權利要求1所述的三維物體識別方法，其特征在于，所述根據每個像素點的深度信息和像素數據對每個像素點進行曲面聚類的步驟包括：

根據三維二次曲面的表示公式和每個像素點的深度信息、像素數據計算得到每個像素點的函數參數值；

根據最小二乘法則，計算誤差最小的函數參數值作為每個曲面體的最終的函數參數值，根據每個曲面體的最終的函數參數值對所有相鄰像素點進行不停的疊代計算以擬合最多的相鄰像素點。

4.如權利要求1所述的三維物體識別方法，其特征在于，所述將曲面聚類后的像素點進行分割的步驟，包括查找具有兩個以上函數參數值的像素點作為兩個以上曲面的邊界點，將具有相同函數參數值的曲面歸為同一個曲面體。

5.如權利要求1所述的三維物體識別方法，其特征在于，所述將曲面聚類后的像素點進行拓撲分析的步驟，包括對同一個曲面體里的所有像素點的值進行累加和平均處理得到不同曲面體的質心，并通過判斷不同曲面體的質心之間的空間關系確定不同曲面體之間的位置關系，并將不同曲面體之間的位置關系用拓撲關系矩陣來表示。

6.如權利要求1所述的三維物體識別方法，其特征在于，所述根據所述拓撲分析的結果對物體進行特征描述并存儲的步驟，包括將各個曲面體的函數參數值和拓撲關系矩陣用關系鏈表加以組織，并利用各個曲面體在圖像中成像的面積作為權重，對各個曲面體進行排序。

7.如權利要求1所述的三維物體識別方法，其特征在于，所述攝像頭包括CMOS或CCD攝像頭中的任一種。

8.如權利要求1所述的三維物體識別方法，其特征在于，所述兩個攝像頭的光軸基本平行且基線長度在55mm至65mm之間。

9.如權利要求1所述的三維物體識別方法，其特征在于，所述兩個攝像頭采用同一個曝光控制信號。

10.如權利要求1所述的三維物體識別方法，其特征在于，所述攝像頭同時采集的物體的兩路視頻圖像存儲入包括SDRAM、DDR-SDRAM或SRAM的任一種動態數據存儲區。

11.如權利要求1所述的三維物體識別方法，其特征在于，所述特征描述存入非易失性存儲器中。